CN116480050B - 一种空间多曲面幕墙施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空间多曲面幕墙施工方法，包括以下步骤：确认曲面幕墙的钢结构龙骨：确定主龙骨和次龙骨、主龙骨的位置和弧度、次龙骨的位置和弧度；曲面幕墙的钢结构龙骨的安装：确定好的曲面幕墙的钢结构龙骨分割，将分割之后的龙骨单元体的制作并进行现场安装；曲面幕墙外立面的板材分解：先将外立面模型拉伸为平面图形后进行平面排版，分解为单块直面板材，再按要求将平面排版好的平面复原为原造型进行曲面优化，复原后的直面板材即为最终确定的板材；曲面幕墙外立面的板材安装：确定每块直面板材的定位点，根据定位点将直面板材安装。本发明采用以零化整，以折代弧的思路解决了对于幕墙的定位、造型实现难度大的问题，降低了施工的难度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种空间多曲面幕墙施工方法。
背景技术
近年来随着建筑行业的发展，传统的建筑被赋予了新的要求，在满足使用功能的同时，还要能够在造型上体现特色文化，故设计上外立面造型复杂、形状各异的建筑物日益增多。
而多以曲面的设计呈现外观效果大多通过幕墙来实现。异形的幕墙造型设计日新月异，有圆形、多面立体形、椭圆形、单曲面形、多曲面形等。面板材质有石材、玻璃、金属等材质。空间造型愈发复杂，对于幕墙的定位、造型实现、板材变形控制等难度增大，一定程度上提高了幕墙的施工难度。建筑外幕墙常用的施工方法安装措施安全隐患较多，工期长，精度控制难度大，对于曲面的幕墙结构还存在板材变形控制的问题，对于曲面造型的实现有很大难度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明设计了一种空间多曲面幕墙施工方法，包括以下步骤：确认曲面幕墙的钢结构龙骨：建立曲面幕墙外立面的模型，并在外立面模型内确定主龙骨和次龙骨、以及主龙骨的位置和弧度、次龙骨的位置和弧度；曲面幕墙的钢结构龙骨的安装：根据曲面幕墙的钢结构龙骨的位置及弧度建立龙骨体系模型，并在龙骨体系模型内将确定好的曲面幕墙的钢结构龙骨分割，将分割之后的龙骨单元体的制作并进行现场安装；曲面幕墙外立面的板材分解：先将外立面模型拉伸为平面图形后进行平面排版，分解为单块直面板材，再按要求将平面排版好的平面复原为原造型进行曲面优化，复原后的直面板材即为最终确定的板材；曲面幕墙外立面的板材安装：先确定每块直面板材的定位点，再根据定位点将直面板材安装。
优选的，确定主龙骨和次龙骨，包括以下步骤：根据外立面模型确定主龙骨和次龙骨，其中，竖向龙骨为主龙骨，横向龙骨为次龙骨，竖向龙骨在竖直平面内弯折，且竖向龙骨的数量为多个，多个竖向龙骨均匀布置在外立面的内侧，横向龙骨根据外立面分段拼接。
优选的，确定主龙骨的位置及弧度，包括以下步骤：将外立面模型拉伸为平面图形，通过分段线将平面图形在水平方向等距离均分，相邻分段线的距离小于3m，再将划分好的平面图形复原为原造型，分段线的位置即为主龙骨的位置，分段线的弧度即为主龙骨的弧度；确定次龙骨的位置及弧度，包括以下步骤：将外立面模型拉伸为平面图形，通过等分线将平面图形在竖直方向等距离均分，相邻等分线的距离小于1m，再将划分好的平面图形复原为原造型，等分线的位置即为次龙骨的位置，等分线的弧度即为次龙骨的弧度。
优选的，曲面幕墙的钢结构龙骨分割，包括以下步骤：将龙骨体系模型分割为模型单元体，其中，每根主龙骨分割为上下两部分，分割点的选取位置在中线2m的范围内的弧度最大点处，每部分的三根主龙骨作为一个模型单元体，每个模型单元体对应一个龙骨单元体；龙骨单元体的制作及现场安装，包括以下步骤：根据每个模型单元体的结构，制作钢结构龙骨单元体，并将制作好的龙骨单元体运到现场，通过吊装设备将龙骨单元体吊装至安装位置，并完成安装。
优选的，平面排版，包括以下步骤：每个由分段线和等分线围成的部分均为一个划分单元，在每个划分单元内将板材分解成由单块直面板材组成的造型体系，其中，直面板材为三角形结构，且单块的面积不大于1平方米。
优选的，复原的过程中要求为：单元格分格线在XY平面不发生偏移，板材的竖向拼缝与主龙骨中线重合，水平拼缝与次龙骨中线重合，板材拼缝不超过15mm。
优选的，确定每块直面板材的定位点的方式为：板材的定点在直面板材纵横拼缝相交的位置，固选择直面板材的顶角作为每块板材的定位点，并确定每个定位点的坐标点；直面板材安装，包括以下步骤：将坐标点转换为楼层相对的坐标，在安装直面板材时，首先将拼缝中的一个定位点进行定点，然后再将相邻的定位点进行定位，按照顺序安装施工完所有的直面板材。
优选的，幕墙外立面的板材采用铝板。
优选的，在安装施工直面板材时还包括直面板材的调节：在直面板材的顶角位置分别设置一个可调支座，通过可调支座对直面板材进行调节。
优选的，直面板材上设置有防变形结构，防变形结构的设置方式为在直面板材的内侧加设铝方通加劲肋。
与最接近现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明将钢结构龙骨划分为主副龙骨，并且根据模型计算出各个龙骨的分布位置以及对应的弧度，解决了对于幕墙的定位、造型实现难度大的问题，降低了施工的难度。
2、本发明将钢结构龙骨分割为多个龙骨单元，减少了现场焊接的工作，同事也减少了现场的吊运工作，缩短了施工工期、极大的减少了施工累积误差大、使得安全隐点大幅度降低。
3、本发明将外立面的板材分解为多个直面的三角结构，并通过确定定位点的方式安装，解决了大型复杂曲面幕墙面板安装精度控制难度大、空间位置调整困难等两个方面的问题，确保了不同角度、位置板材的拼缝衔接，使得整体观感美观。
附图说明
图1为本发明空间多曲面幕墙施工方法的施工步骤示意图。
图2为本发明曲面幕墙的钢结构龙骨的结构示意图。
图3为本发明龙骨单元体的结构示意图。
图4为本发明最终确定板材的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种空间多曲面幕墙施工方法，包括以下步骤：
S1、确认曲面幕墙的钢结构龙骨：建立曲面幕墙外立面的模型，并在外立面模型内确定主龙骨和次龙骨、以及主龙骨的位置和弧度、次龙骨的位置和弧度，如图2所示。
确定主龙骨和次龙骨：根据外立面模型确定主龙骨和次龙骨，其中，竖向龙骨为主龙骨，横向龙骨为次龙骨，竖向龙骨在竖直平面内弯折，且竖向龙骨的数量为多个，多个竖向龙骨均匀布置在外立面的内侧，横向龙骨根据外立面分段拼接。曲面构件只有在水平或竖直单一平面内弯曲才可进行定位，否则定位将很难实现。对比考虑水平及竖直方向的弯曲变形程度，竖向造型的龙骨变化程度较少，故将竖直面的龙骨设为主龙骨，横向龙骨为次龙骨。
确定主龙骨的位置及弧度：将外立面模型拉伸为平面图形，通过分段线将平面图形在水平方向等距离均分，相邻分段线的距离小于3m，再将划分好的平面图形复原为原造型，分段线的位置即为主龙骨的位置，分段线的弧度即为主龙骨的弧度。
确定次龙骨的位置及弧度：将外立面模型拉伸为平面图形，通过等分线将平面图形在竖直方向等距离均分，相邻等分线的距离小于1m，再将划分好的平面图形复原为原造型，等分线的位置即为次龙骨的位置，等分线的弧度即为次龙骨的弧度。
将钢结构龙骨划分为主副龙骨，并且根据模型计算出各个龙骨的分布位置以及对应的弧度，解决了对于幕墙的定位、造型实现难度大的问题，降低了施工的难度。
S2、曲面幕墙的钢结构龙骨的安装：根据曲面幕墙的钢结构龙骨的位置及弧度建立龙骨体系模型，并在龙骨体系模型内将确定好的曲面幕墙的钢结构龙骨分割，将分割之后的龙骨单元体的制作并进行现场安装，如图3所示。
曲面幕墙的钢结构龙骨分割：将龙骨体系模型分割为模型单元体，其中，每根主龙骨分割为上下两部分，分割点的选取位置在中线2m的范围内的弧度最大点处，每部分的三根主龙骨作为一个模型单元体，每个模型单元体对应一个龙骨单元体。
龙骨单元体的制作及现场安装：根据每个模型单元体的结构，制作钢结构龙骨单元体，并将制作好的龙骨单元体运到现场，通过吊装设备将龙骨单元体吊装至安装位置，并完成安装。在制作龙骨单元体时，根据实际情况，将每根划分为2-3段（不得多于3段）进行加工。在吊装龙骨单元体时，根据单元体的重量，配备2台汽车吊或1台汽车吊配合1台塔吊进行吊装，其中一台作为起重设备、一台作为调整单元体方向设备。安装完成后，利用曲臂登高车进行单元体间横向龙骨的补缺及单元体分割点焊接工作。
将钢结构龙骨分割为多个龙骨单元，减少了现场焊接的工作，同事也减少了现场的吊运工作，缩短了施工工期、极大的减少了施工累积误差大、使得安全隐点大幅度降低。
S3、曲面幕墙外立面的板材分解：先将外立面模型拉伸为平面图形后进行平面排版，分解为单块直面板材，再按要求将平面排版好的平面复原为原造型进行曲面优化，复原后的直面板材即为最终确定的板材，如图4所示；
平面排版：每个由分段线和等分线围成的部分均为一个划分单元，在每个划分单元内将板材分解成由单块直面板材组成的造型体系，其中，直面板材为三角形结构，且单块的面积不大于1平方米。
复原的过程中要求：单元格分格线在XY平面不发生偏移，板材的竖向拼缝与主龙骨中线重合，水平拼缝与次龙骨中线重合，板材拼缝不超过15mm。
S4、曲面幕墙外立面的板材安装：先确定每块直面板材的定位点，再根据定位点将直面板材安装。
确定每块直面板材的定位点的方式：板材的定点在直面板材纵横拼缝相交的位置，固选择直面板材的顶角作为每块板材的定位点，并确定每个定位点的坐标点。
直面板材安装：将坐标点转换为楼层相对的坐标，在安装直面板材时，首先将拼缝中的一个定位点进行定点，然后再将相邻的定位点进行定位，按照顺序安装施工完所有的直面板材。
将外立面的板材分解为多个直面的三角结构，并通过确定定位点的方式安装，解决了大型复杂曲面幕墙面板安装精度控制难度大、空间位置调整困难等两个方面的问题，确保了不同角度、位置板材的拼缝衔接，使得整体观感美观。
S5、关于曲面幕墙外立面的板材其他设置：幕墙外立面的板材采用铝板。考虑到金属板材相对玻璃、石材板材相比，在安装过程及使用过程中受温度、外力等因素影响容易变形，在直面板材上设置有防变形结构，防变形结构的设置方式为在直面板材的内侧加设铝方通加劲肋。考虑板材在空间布局角度多变，为了便于安装过程的定位校准，在安装施工直面板材时还包括直面板材的调节：在直面板材的顶角位置分别设置一个可调支座，通过可调支座对直面板材进行调节，使得板材在安装时可以通过支座在各个方向进行调节而进行与定位点的校准工作。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
确认曲面幕墙的钢结构龙骨：建立曲面幕墙外立面的模型，并在外立面模型内确定主龙骨和次龙骨、以及主龙骨的位置和弧度、次龙骨的位置和弧度；其中，确定主龙骨和次龙骨：根据外立面模型确定主龙骨和次龙骨，竖向龙骨为主龙骨，横向龙骨为次龙骨，竖向龙骨在竖直平面内弯折，且竖向龙骨的数量为多个，多个竖向龙骨均匀布置在外立面的内侧，横向龙骨根据外立面分段拼接；确定主龙骨的位置及弧度：将外立面模型拉伸为平面图形，通过分段线将平面图形在水平方向等距离均分，相邻分段线的距离小于3m，再将划分好的平面图形复原为原造型，分段线的位置即为主龙骨的位置，分段线的弧度即为主龙骨的弧度；确定次龙骨的位置及弧度：将外立面模型拉伸为平面图形，通过等分线将平面图形在竖直方向等距离均分，相邻等分线的距离小于1m，再将划分好的平面图形复原为原造型，等分线的位置即为次龙骨的位置，等分线的弧度即为次龙骨的弧度；
曲面幕墙的钢结构龙骨的安装：根据曲面幕墙的钢结构龙骨的位置及弧度建立龙骨体系模型，并在龙骨体系模型内将确定好的曲面幕墙的钢结构龙骨分割，将分割之后的龙骨单元体制作并进行现场安装；
曲面幕墙外立面的板材分解：先将外立面模型拉伸为平面图形后进行平面排版，分解为单块直面板材，再按要求将平面排版好的平面复原为原造型进行曲面优化，复原后的直面板材即为最终确定的板材；
曲面幕墙外立面的板材安装：先确定每块直面板材的定位点，再根据定位点将直面板材安装。
2.如权利要求1所述的空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，曲面幕墙的钢结构龙骨分割，包括以下步骤：
将龙骨体系模型分割为模型单元体，其中，每根主龙骨分割为上下两部分，分割点的选取位置在中线2m的范围内的弧度最大点处，每部分的三根主龙骨作为一个模型单元体，每个模型单元体对应一个龙骨单元体；
龙骨单元体的制作及现场安装，包括以下步骤：
根据每个模型单元体的结构，制作钢结构龙骨单元体，并将制作好的龙骨单元体运到现场，通过吊装设备将龙骨单元体吊装至安装位置，并完成安装。
3.如权利要求1所述的空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，平面排版，包括以下步骤：
每个由分段线和等分线围成的部分均为一个划分单元，在每个划分单元内将板材分解成由单块直面板材组成的造型体系，其中，直面板材为三角形结构，且单块的面积不大于1平方米。
4.如权利要求3所述的空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，所述复原的过程中要求为：单元格分格线在XY平面不发生偏移，板材的竖向拼缝与主龙骨中线重合，水平拼缝与次龙骨中线重合，板材拼缝不超过15mm。
5.如权利要求3所述的空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，确定每块直面板材的定位点的方式为：板材的定点在直面板材纵横拼缝相交的位置，固选择直面板材的顶角作为每块板材的定位点，并确定每个定位点的坐标点；
直面板材安装，包括以下步骤：
将坐标点转换为楼层相对的坐标，在安装直面板材时，首先将拼缝中的一个定位点进行定点，然后再将相邻的定位点进行定位，按照顺序安装施工完所有的直面板材。
6.如权利要求1所述的空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，所述幕墙外立面的板材采用铝板。
7.如权利要求1所述的空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，在安装施工直面板材时还包括直面板材的调节：在直面板材的顶角位置分别设置一个可调支座，通过可调支座对直面板材进行调节。
8.如权利要求1所述的空间多曲面幕墙施工方法，其特征在于，所述直面板材上设置有防变形结构，所述防变形结构的设置方式为在直面板材的内侧加设铝方通加劲肋。
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| GR01 | Patent grant | ||
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